[實用新型]電能計量裝置

無效

• 申請號: 200720169722.5
• 申請日: 2007-07-13
• 公開（公告）號: CN201060235Y
• 公開（公告）日: 2008-05-14
• 發明（設計）人: 張中;劉密
• 申請（專利權）人: 中國北車集團大同電力機車有限責任公司
• 主分類號: G01R22/06
• 分類號: G01R22/06;B60L3/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司
• 代理人: 田野

技術領域

本實用新型涉及到一種電能計量裝置，尤其是一種安裝在電力機車、電動車組上的軌道機車專用電能計量裝置。

背景技術

電力機車、電動車組上所用的電能計量裝置主要是用于計量軌道交通設備牽引運行時所消耗的電能，以及再生制動時所回饋的電能，作為供電部門對運輸部門的用電考核依據，以及運輸成本核算的依據。

較早前的電能計量裝置主要是電動式計量儀表，從其機械性能和電氣性能來說技術比較落后，功能比較簡單，可靠性和計量精度較差。近年來，隨著電子技術的發展和應用，出現了電子式電能計量裝置，應用在電力機車或電動車組的供電系統中，主要采用數碼管顯示，功能上來說高于電動式計量儀表，但綜合性能還不能滿足軌道交通技術發展的需要，智能化程度不高。在歐洲的電力機車技術發展上，也是采用電子式電能計量裝置來實現軌道設備的電能計量，比如ALSTOM公司采用LEM公司的系列產品來實現多流制機車的電能計量，但從其性能指標來說還存在不足之處，比如顯示上沒有背光功能，可視性差等。

本設計基于單片機技術和液晶顯示技術的成熟應用，結合國內外電力機車和電動車組電能計量裝置的技術現狀而研制出來的，適合于電力機車和電動車組上使用的新型的電子式電能計量裝置。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種采用液晶屏顯示的、專用芯片控制的、低溫特性良好的電能計量裝置。

為此，本實用新型的電力機車或電動車組用電能計量裝置，包括：一輸入電壓信號的電壓信號輸入端、一輸入電流信號的流信號輸入端、一對電壓信號進行電壓等級變換的電壓互感器、一對電流信號進行電平變換的電流互感器、一對電壓信號進行整形、濾波和電氣隔離的第一電平變換電路、一對電流信號進行整流、濾波和電氣隔離的第二電平變換電路、一對電壓信號和電流信號進行實時采集、存儲、分析和運算的電能測量芯片，一控制數據的邏輯運算、傳輸、通訊和存儲的微控制器，一存儲數據的存儲器和一顯示數據的液晶顯示屏，其中電壓信號輸入端和電流信號輸入端分別通過電壓互感器與第一電平變換電路和電流互感器與第二電平變換電路連接到電能測量芯片，微控制器分別與電能測量芯片、存儲器和液晶顯示屏相連接。

本實用新型的電能計量裝置的優點和特點是：

1、采用專用電能計量芯片實現有功功率和無功功率的參數分析、計算和存儲；

2、采用低溫特性良好的LCD液晶顯示芯片實現輸出信息的顯示；

3、采用RS485通訊接口實現數據的對外傳輸和轉儲。

本實用新型的電能計量裝置采用電壓互感器和電流互感器信號作為標準的信號輸入，采用電子技術和芯片技術作為應用基礎，通過相應的硬件電路和軟件編程實現其相關參數的檢測、顯示和記錄。

本實用新型的電能計量裝置能夠測量、顯示和記錄機車運行時的有功功率和無功功率；機車再生制動時的有功功率和無功功率。上述數據在第一行顯示，可以采用滾動循環顯示，顯示時間為5S。

本實用新型的電能計量裝置能夠實時監測和顯示機車運行時的電壓、電流有效值，以及功率因數和電源頻率等參數、上述數據在第二行顯示，可以采用滾動循環顯示，顯示時間為5S。

本實用新型的電能計量裝置具有RS-485標準串行電氣接口，設有光電耦合脈沖輸出端，輸出電量脈沖信號，實現數據的轉儲。

本實用新型的電能計量裝置采用LCD顯示方式，具有背光功能，漢字/數字顯示，電能計量顯示位數為10位數字顯示，分度值為1kW.h和1kvar.h，最大計度容量為9999999999kW.h和9999999999kvar.h。電壓、電流有效值顯示單位為kV和A，分度值為1；功率因數的分度值為0.01，以上三項數據顯示位數為^***.**。

本實用新型的電能計量裝置能在不低于-30℃的環境中，在工作電源接入的情況下，進入正常的顯示狀態，即使沒有電流信號和電壓信號的送入也能顯示電能計量的累計記憶值。

本實用新型的電能計量裝置具有滿足TB/T3034-2002中相關條款規定的電磁兼容性以及良好的潛動性能，電流線路無電流而參比電壓在80％-110％之間任一值變換變化時，計量數值不發生變動。

本實用新型的電能計量裝置具有以下主要技術參數：

標準參比電壓：AC100V，例外值AC?127V；

標準參比電流；5A；

基本電流(Ib)：1A；

最大電流：5A；

起動電流：0.004Ib；

標準參比頻率：50Hz；